ANSYS有限元案例分析-轴承座

yzhan79

　　轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理
　　练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算(相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。基本加载、求解及后处理。

　　具体步骤：
　　首先进入前处理(/PREP7)
　　1. 创建基座模型
　　生成长方体
　　Main Menu：Preprocessor>Create>Block>By Dimensions
　　输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3
　　平移并旋转工作平面
　　Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments
　　X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply
　　XY，YZ，ZX Angles输入0，-90点击OK。
　　创建圆柱体
　　Main Menu：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder

　　Radius输入0.75/2, Depth输入-1.5,点击OK。



　　拷贝生成另一个圆柱体
　　Main Menu：Preprocessor>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK
　　从长方体中减去两个圆柱体
　　Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。
　　使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致
　　Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian
　　2. 创建支撑部分
　　Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on)
　　Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z
　　在创建实体块的参数表中输入下列数值:
　　WP X = 0
　　WP Y = 1
　　Width = 1.5
　　Height = 1.75
　　Depth = 0.75
　　OK
　　Toolbar: SAVE_DB
　　3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面
　　Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints +
　　1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点
　　2. OK

　　Toolbar: SAVE_DB




　　4.创建轴瓦支架的上部
　　Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volumes-Cylinder -> Partial Cylinder +
　　1). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数:
　　WP X = 0
　　WP Y = 0
　　Rad-1 = 0
　　Theta-1 = 0
　　Rad-2 = 1.5
　　Theta-2 = 90
　　Depth = -0.75
　　2). OK
　　Toolbar: SAVE_DB
　　5. 在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备
　　Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volume-Cylinder -> Solid Cylinder +
　　1.) 输入下列参数:
　　WP X = 0
　　WP Y = 0
　　Radius = 1
　　Depth = -0.1875
　　2.) 拾取 Apply
　　3.) 输入下列参数:
　　WP X = 0
　　WP Y = 0
　　Radius = 0.85
　　Depth = -2
　　4.) 拾取 OK
　　6.从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.
　　Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate -> Subtract -> Volumes +
　　1. 拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。单击Apply
　　2. 拾取大圆柱作为“减”去的对象。单击Apply
　　3. 拾取步1中的两个体，单击Apply
　　4. 拾取小圆柱体，单击OK
　　Toolbar: SAVE_DB
　　合并重合的关键点：
　　–Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items •
　　将Label 设置为 “Keypoints”, 单击 [OK]
　　7. 创建一个关键点
　　在底座的上部前面边缘线的中点建立一个关键点:
　　–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > KP between KPs +
　　•拾取如图的两个关键点,单击[OK]
　　•RATI = 0.5,单击[OK]
　　8. 创建一个三角面并形成三棱柱
　　–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > Through KPs +
　　1. 拾取轴承孔座与整个基座的交点。
　　2. 拾取轴承孔上下两个体的交点
　　3. 拾取基座上上步建立的关键点，单击OK完成了三角形侧面的建模。
　　4. 沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。
　　–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude > -Areas- Along Normal +
　　•拾取三角面, 单击 [OK]
　　5. 输入DIST = -0.15，厚度的方向是向轴承孔中心, 单击 [OK]
　　Toolbar: SAVE_DB
　　9. 关闭 working plane display.
　　Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle off)
　　10.沿坐标平面镜射生成整个模型.
　　Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Reflect -> Volumes +
　　1. 拾取All
　　2. 拾取 “Y-Z plane，单击OK
　　Toolbar: SAVE_DB
　　11. 粘接所有体.
　　Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate -> Booleans-Glue -> Volumes +
　　拾取 All
　　Toolbar: SAVE_DB
　　恭喜! 你已经到达第一块里程碑 -- 几何建模. 下一步是网格划分.
　　12. 定义单元类型1为10-节点四面体实体结构单元 (SOLID92)
　　Main Menu: Preprocessor -> Element Type -> Add/Edit/Delete ...
　　1. Add
　　2. 选择 Structural-Solid, 并下拉菜单选择 “Tet 10Node 92”单击OK

　　3. Close



　　13 定义材料特性.
　　Main Menu: Preprocessor -> Material Props -> Constant-Isotropic...
　　1. OK (将材料号设定为 1)
　　2. 在 “Young’s Modulus EX” 下输入：30e6单击OK。
　　Toolbar: SAVE_DB
　　14. 用网格划分器MeshTool将几何模型划分单元.
　　Main Menu: Preprocessor -> MeshTool...
　　1.将智能网格划分器( Smart Sizing )设定为 “on”
　　2. 将滑动码设置为 “8” (可选: 如果你的机器速度很快，可将其设置为“7”或更小值来获得更密的网格)
　　3. 确认 MeshTool的各项为: Volumes, Tet, Free
　　4. MESH
　　5. Pick All
　　说明: 如果在网格划分过程中出现任何信息，拾取 “OK” 或 “Close”。划分网格时网格密度可由滑动码控制，滑动码的调节范围从0-10，当数值较大时网格稀疏，反之，网格加密。
　　6. 关闭 MeshTool
　　Toolbar: SAVE_DB
　　恭喜! 你已经到达第二块里程碑 -- 网格划分. 下一步是加载.
　　15. 约束四个安装孔
　　Main Menu: Solution -> Loads-Apply -> Structural-Displacement ->Symmetry B.C.-On Areas +
　　1. 绘出 Areas (Utility Menu: Plot-> Areas)
　　2. 拾取四个安装孔的8个柱面 (每个圆柱面包括两个面)
　　说明：在拾取时，按住鼠标的左键便有实体增亮显示，拖动鼠标时显示的实体随之改变，此时松开左键即选中此实体。单击OK。
　　16. 整个基座的底部施加位移约束 (UY=0)
　　Main Menu: Solution -> Loads-Apply -> Structural-Displacement -> on Lines +
　　1. 拾取基座底面的所有外边界线，picking menu 中的 “count” 应等于 6，单击OK。
　　2. 选择 UY 作为约束自由度，单击OK
　　17. 在轴承孔圆周上施加推力载荷
　　Main Menu: Solution -> Loads-Apply -> Structural-Pressure -> On Areas +
　　1. 拾取轴承孔上宽度为 .15”的所有面
　　2. OK
　　3. 输入面上的压力值“1000 ”，单击 Apply
　　4. Utility Menu: PlotCtrls -> Symbols …

　　5. 用箭头显示压力值， (“Show pres and convect as”)，单击OK



　　18. 在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷，这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的。
　　While still in -> Loads>Apply -> Structural-Pressure -> On Areas +
　　1. 拾取宽度为.1875” 的下面两个圆柱面
　　2. OK
　　3. 输入压力值 5000
　　4. OK
　　Toolbar: SAVE_DB
　　恭喜! 你已经到达第三块里程碑--加载，下一步是求解。
　　19. 求解.
　　Main Menu: Solution -> Solve-Current LS
　　1. 浏览 status window 中出现的信息, 然后关闭此窗口。
　　2. OK (开始求解). 关闭由于单元形状检查而出现的警告信息。
　　3. 求解结束后，关闭信息窗口。
　　恭喜! 你已经到达第四块里程碑 -- 求解. 下一步是观看结果.
　　20. 绘等效应力 (von Mises) 图.
　　Main Menu: General Postproc -> Plot Results -> Contour Plot-Nodal Solu
　　1. 选择 stress
　　2. 选择 von Mises
　　3. OK
　　21. 应力动画
　　Utility Menu: PlotCtrls -> Animate -> Deformed Results ...
　　1. 选择 stress
　　2. 选择 von Mises
　　3. OK
　　播放变形动画, 拾取MediaPlayer的 “>” 键。
　　22. Exit.
　　Toolbar: QUIT
　　1. Save Everything
　　2. OK




转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_499c8aa30100izb1.html